全向移动双臂协作助手机器人结构设计

这款双臂移动机器人的底盘采用麦克纳姆轮布局，四个轮组分别独立驱动，可实现平面内任意方向的平移与零半径回转，在狭窄的实验室工位、仓储分拣巷道或者小型装配线旁作业时，无需预留传统轮式设备的转弯半径，能大幅压缩作业所需的通道宽度，适配空间局促的作业场景。底盘上部的承载台做了加厚处理，内部预留了控制模块、电源模块与驱动板的安装腔室，台面上的定位孔位按照标准工业安装间距排布，可根据后续需求加装视觉传感器、物料托盘或者小型工具挂架，拓展不同场景下的作业能力。

上部的躯干主体采用立柱式承载结构，将两个多自由度机械臂分别布置在躯干的侧方不同高度位置，避免双臂在作业过程中出现运动干涉，同时让两个臂的作业覆盖范围形成互补：高位布置的机械臂可触及更高位置的货架层、工作台台面上方区域，低位布置的机械臂可覆盖底盘周边近地面的物料拾取、工位旁的工件转运作业，两个臂协同作业时可完成单臂无法实现的工件对位、部件夹持配合装配、物料传递等动作。机械臂的关节处采用模块化关节设计，每个关节的连接法兰尺寸统一，后续维护时可快速替换故障关节，无需对整体臂体结构做大规模拆解，降低运维阶段的拆装工作量。

末端执行器采用夹爪式结构，夹指做了可更换设计，可根据抓取对象的材质、外形更换不同摩擦系数、不同轮廓的夹指，适配从硬质塑料工件、纸质包装盒到小型金属零部件的不同抓取需求，夹指的开合行程覆盖常见的小型工业零件、日常辅助作业对象的尺寸范围，无需频繁调整夹爪安装位即可适配多数常规作业任务。躯干顶部的球形舱体预留了传感器安装位，可内置环境感知摄像头、语音拾取模块，实现作业环境的障碍物识别、人机交互指令的接收，让设备在辅助作业场景下可响应简单的语音操作指令，适配实验室辅助、轻型物料转运、教学演示等多类场景的使用需求。

从安装边界来看，设备整体的最大外轮廓在全向轮完全伸出的状态下，宽度控制在常规室内通道可通行的尺寸范围内，高度适配常规工作台的操作面高度，机械臂完全伸展时的最大作业半径可覆盖以底盘中心为圆心的常规工位操作范围，无需额外拓宽工位的操作空间即可部署。设计过程中对整体重心做了配平优化，将重量较大的电源、驱动模块全部布置在底盘下部的腔体内，降低整机重心高度，即使机械臂完全伸展抓取额定负载的工件时，整机也不会出现倾翻风险，无需额外加装配重块，压缩了整机的自重与外形尺寸。

在实际应用场景中，这类设备可承担实验室里的样品传递、工具递送工作，减少人员在不同工位间往返的频次；也可在小型装配工位旁承担零件分拣、待装配工件的上料辅助工作，配合作业人员完成重复性的物料转运动作；在教学场景下，其清晰的机械结构、模块化的关节设计也可作为机械结构教学、机器人运动控制教学的实操载体，让学习者直观理解多自由度机械臂、全向移动底盘的运动逻辑与结构组成。设计时对所有运动部件的走线都做了内置处理，将线缆全部布置在结构件的内部腔道中，避免作业过程中线缆外露被工件勾挂、被轮组卷入的风险，提升设备长期运行的可靠性，外露的结构件边缘全部做了倒圆角处理，避免人机协同作业时尖锐边角剐蹭操作人员，符合轻型协作类设备的安全设计要求。